Astrônomos identificaram um possível novo membro de uma das classes mais estranhas de objetos do cosmos: os círculos de rádio estranhos (ORCs), estruturas em forma de anel visíveis apenas em comprimentos de onda de rádio. A nova descoberta, J1248+4826, parece ser o candidato mais compacto de ORC identificado até agora, com um anel de apenas cerca de 30.000 parsecs de diâmetro.
O estudo, liderado por M. Polletta do INAF, foi publicado no servidor de pré-impressão arXiv em 6 de maio. Os pesquisadores encontraram a estrutura enquanto inspecionavam dados do LOFAR Two Meter Sky Survey. Trata-se de um anel de rádio cercado por um envelope difuso fraco, localizado muito perto de um grupo de galáxias observado quando o universo tinha cerca de 11,2 bilhões de anos.
Primeiros relatados em 2021, os círculos de rádio estranhos são emissões de rádio em forma de anel fraco que não são detectadas em outros comprimentos de onda. Eles tipicamente possuem uma galáxia do tipo precoce massiva com centenas de bilhões de massas solares em seu centro, existindo quando o universo tinha aproximadamente 8-11 bilhões de anos. Eles se estendem por centenas de quiloparsecs.
A origem dessas estruturas permanece um mistério. As principais hipóteses incluem remanescentes de plasma magnetizado ejetados há cerca de um bilhão de anos por buracos negros supermassivos, episódios intensos de formação estelar, fusões de grupos de galáxias ou efluxos em grande escala impulsionados por núcleos galácticos ativos.
A análise da equipe revelou que o raio do anel é de cerca de 9 segundos de arco, o que corresponde a apenas 30 quiloparsecs fisicamente. Isso está bem abaixo dos raios anteriormente reportados das estruturas aneladas dos ORCs, que variam de 44 a 365 quiloparsecs. O envelope difuso circundante, estendendo-se para aproximadamente 100 quiloparsecs, está mais alinhado com outros membros da população.
Apesar de seu tamanho compacto, a estrutura compartilha muitas das mesmas propriedades de rádio dos ORCs conhecidos. No entanto, ao contrário de outros ORCs que têm sua galáxia hospedeira no centro, a galáxia hospedeira desta estrutura foi encontrada não no centro, mas na borda.
A equipe comparou J1248+4826 com outras classes de emissão de rádio difusa, incluindo halos de rádio de aglomerados e mini halos, que têm tamanhos e luminosidades semelhantes aos ORCs. A diferença chave é que os halos tendem a atingir o brilho máximo no centro, enquanto os ORCs são anéis com bordas brilhantes. A estrutura anelar de J1248+4826 se encaixa melhor na imagem dos ORCs do que qualquer uma dessas alternativas, embora seu tamanho compacto e hospedeiro deslocado tornem a classificação complicada.
Os pesquisadores exploraram o que poderia ter formado essa estranha estrutura. Lóbulos de rádio — regiões estendidas de emissão de rádio em ambos os lados da galáxia hospedeira criados por jatos energéticos — vistos em um ângulo incomum às vezes podem imitar um anel, mas J1248+4826 não mostra sinais de um segundo lóbulo. Eles também não encontraram evidências de que a estrutura seja impulsionada por um jato de buraco negro ativo ou pelos restos em fade-out de uma galáxia de rádio.
A ausência de atividade de AGN contínua no hospedeiro, juntamente com a morfologia de rádio e a forma espectral da emissão difusa, desfavorecem como possível origem de J1248+4826 uma galáxia de rádio atualmente ativa ou uma galáxia de rádio clássica em declínio, escrevem os pesquisadores no artigo.
Em vez disso, os pesquisadores encontraram um cenário mais adequado: plasma de rádio antigo, provavelmente injetado por atividade passada de AGN, foi re-energizado por ondas de choque impulsionadas por interações ou fusões de galáxias dentro do grupo. A equipe conclui que a atividade dinâmica do grupo de galáxias, como interações de galáxias, movimentos de galáxias dentro do grupo ou turbulência, entre outras coisas, provavelmente desempenhou um papel importante na formação deste anel de rádio.
Os astrônomos notam a necessidade de investigações mais profundas de J1248+4826 e fontes de rádio semelhantes para distinguir entre diferentes cenários de formação. Mapas espectrais com resolução espacial, medições de polarização, observações de raios X e, finalmente, uma maior amostra ajudarão a entender melhor suas propriedades e origem.
Se confirmado como um ORC, J1248+4826 empurraria a população conhecida para escalas físicas menores do que antes. Também significaria que ORCs menores são mais comuns do que se pensava, mas mais difíceis de detectar, segundo os pesquisadores.
Leia mais sobre o assunto na phys.org.
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